医学信号实验系统来探究耳蜗微音器实验

  应用ZL-620I医学信号实验系统控制方波输出信号的功能来实现对自主研发的交流电输出接口器的控制,从而创新记录耳蜗微音器电路的方法,扩展ZL-620I设备观察微音器电位实验功能。本次实验结果进一步表明,ZL-620I医学信号实验系统的设置参数及交流电输出接口器的技术性能可满足本次实验教学的要求。

【实验原理】

当耳蜗受到声音刺激时，在耳蜗及其附近部位可记录到一种与刺激声波的波形、频率相一致的电位变化，称为耳蜗微音器电位（CM）。这种电位最大可达数毫伏，频率响应达10000Hz以上。微音器电位的潜伏期小于0.1ms，没有不应期，在温度下降、深度麻醉、甚至动物死亡后半小时以内，微音器电位并不消失。所有这些现象均表明微音器电位不是神经纤维的活动，而是声波刺激的机械能转换为神经活动过程中产生的一种电现象，属于感受器电位，可能起源于毛细胞。给动物一短声刺激，在微音器电位之后可引导出耳蜗神经动作电位，为负相电位。在声音位相改变时，它的位相不变，仍为负相电位，一般可记录到2~3个负波（N1、N2、N3）。这些负电位可能是不同神经纤维的动作电位同步化的结果，电位的大小反映被兴奋的神经纤维数目的多寡。

【实验对象】

豚鼠。

【实验器材】

哺乳类动物外科手术器械、ZL-620I医学信号实验系统、扬声器、示波器、银丝引导电极（用直径0.3~0.5mm丝银丝一小段，尖端熔成直径为0.5~0.6mm的球型，银丝外套细塑料管；参考电极用针灸针制成，接地电极用不锈钢注射器针头）、电极操纵器、20%氨基甲酸乙酯溶液。

【方法和步骤】

1.手术准备

（1）豚鼠麻醉：用20%氨基甲酸乙酯溶液按5~6ml的剂量行腹腔麻醉。

（2）暴露颞骨乳突：动物麻醉后，沿豚鼠耳郭根部后缘切开皮肤或剪去耳郭，分离组织，剔净肌肉，暴露外耳道口后方的颞骨乳突部（或擦针）轻轻地钻一个小孔，再慢慢将其扩大成直径约3~4mm的骨孔，该孔内部即为鼓室。借放大镜经骨孔向前方深部窥视，在相当于外耳道口内侧的深部，可见自下向上兜起的耳蜗底转的后上部分及底转上方的圆窗。圆窗口朝向外上方，其前后径约为0.8mm左右（图1）。将豚鼠头部侧握于左手，使其头部嘴端稍稍向下垂以便电极插入。用右手操纵电极操纵器，把引导电极经骨孔向深部插入，使电极的球形端与圆窗膜接触（此过程要十分精确，切不可戳破，以免外淋巴流出，使微音器电位减小和实验时程缩短）。把参数电极夹在豚鼠头部伤口肌肉上，并在前肢皮下插一注射针头作为动物接地电极。然后，仔细地接好各电极的导线，把扬声器置于豚鼠的耳旁，即可进行实验。

 

2.仪器连接和参数设置

（1）ZL-620I医学信号实验系统的刺激器输出端与豚鼠耳旁的扬声器（或扩音器）相连；将耳蜗微音器电位及耳蜗神经动作电位引导接至ZL-620I第一通道（CH1），ZL-620I第一通道输出端（在背面）接至扩音器（或磁带录音器），以鉴听微音器电位。

（2）打开计算机，启动ZL-620I医学信号实验系统。点击ZL-620I菜单实验/常用生理学实验”，选择"耳蜗微音器电位"。设置ZL-620I放大器、采样和刺激器参数（表1）。

 

3.实验观察

（1）仪器连接好后，试在豚鼠耳旁拍手、讲话或唱歌，这时在远隔的扩音器处是否可以听到同样的声音？并注意观察耳蜗微音器电位的波形。

（2）启动刺激器，使扬声器发生短声。调节刺激器的输出强度及延迟，以便在示波器荧光屏和显示器上可观察到刺激伪迹后的微音器电位和在微音器电位后面的耳蜗神经动作电位（图2）。计算从刺激伪迹到微音器电位开始的时间（潜伏期）。

（3）将刺激器与扬声器相连的两条导线对调（改变极性），观察微音器电位及随后的耳蜗神经动作电位的位相变化。【实验结果】    描绘（或打印）并比较、讨论耳蜗微音器电位及耳蜗神经动作电位图形。

 CM：微音器电位；AP：耳蜗神经动作电位（包括N1、N2、N3三个负电位）

【注意事项】

1. 骨窗开口位置要找准确，窗口不宜过大，严防外部渗血侵入。

2. 电极进入鼓室时，不要碰触到周围骨壁及组织，以免短路。

3. 电极不宜反复多次插入，最好是找准位置一次性成功。

【思考题】   试比较耳蜗微音器电位和耳蜗神经动作电位有何不同？

审核编辑：符乾江